2024高考生物二轮复习专题九生物技术实践第16讲酶的应用生物技术在食品加工及其他方面的应用作业含解析

PAGEPAGE8第16讲酶的应用、生物技术在食品加工及其他方面的应用1．(2024·石家庄二模)环境污染物多聚联苯难以降解，受其污染的土壤中常有重金属污染同时存在。探讨发觉联苯降解菌内的联苯水解酶是催化多聚联苯降解的关键酶。回答下列问题：(1)为了从富含多聚联苯的环境中分别联苯降解菌，培育基中加入多聚联苯作为________，该培育基属于________(填“选择”或“鉴别”)培育基。用平板划线法纯化该细菌时，其次次划线及其以后划线总是从上次划线的末端起先是为了____________________________________。(2)为了能够反复利用联苯水解酶，可以采纳________技术，该技术的另一个优点是______________。(3)若从联苯降解菌中分别并得到纯度较高的联苯水解酶，纯化该酶常用的方法是__________，采纳该方法先分别出分子质量________的蛋白质。(4)如图实线表示联苯水解酶催化的反应速度与酶浓度关系，虚线表示在其他条件不变状况下，底物浓度增加一倍，反应速度与酶浓度的关系，能正确表示两者关系的是________。解析(1)为了从富含多聚联苯的环境中分别联苯降解菌，应当用以多聚联苯作为唯一碳源的选择培育基培育。用平板划线法纯化该细菌时，在进行其次次及以后的划线操作时要从上一次划线的末端起先划线。每次划线后，线条末端细菌的数目比线条起始处要少，每次从上一次划线的末端起先，能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步削减，最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落。(2)为了能够反复利用联苯水解酶，可以采纳固定化酶技术，该技术可使酶与产物分开，提高产物的纯度。(3)纯化该酶常用的方法是凝胶色谱法，该方法是依据相对分子质量的大小来分别蛋白质的有效方法，相对分子质量小的蛋白质简单进入凝胶内部的通道，路程长，移动的速度慢，相对分子质量大的蛋白质不简单进入凝胶内部的通道，路程短，移动的速度快，因此采纳该方法先分别出分子质量较大的蛋白质。(4)起先时，酶浓度偏低，底物加不加倍都不能增加反应速度；随着酶浓度增大，反应速度才有区分，故选B项。答案(1)唯一碳源选择将聚集的菌体渐渐稀释以便获得单个菌落(2)固定化酶提高产物的纯度(3)凝胶色谱法较大(4)B2．(2024·湖北模拟)请回答下列与酶和植物有效成分的提取有关的问题：(1)加酶洗衣粉中的酶是用特别的化学物质包袱的，遇水后包袱层很快溶解，释放出来的酶快速发挥催化作用。请推断这是否运用了酶的固定化技术，并说明理由。_______________________________________________________________________。(2)如图是表示检测某种碱性蛋白酶去污力的试验结果曲线，该试验的目的是_________________________________。50℃时加碱性蛋白酶的最适含量约是________%。(3)某植物的花中含有油性物质A、果肉中含有物质B。物质A是易挥发、难溶于水的无色物质；物质B是易溶于有机溶剂、不溶于水、不易挥发，受潮易分解的有色物质。①依据题干信息推断，提取物质A是________(填“能”“不能”或“不确定能否”)利用水中蒸馏法，缘由是______________________________________________________。②物质B可运用________法提取，提取物质B时应选用________(填“干燥”或“簇新”)的果肉。③以上两种提取得到的植物芳香油，可通过________法进行鉴定。解析(1)加酶洗衣粉发挥作用的过程没有体现酶的固定化技术，缘由是酶未固定在不溶于水的载体上，也不能重复利用。(2)据图分析可知，该试验的目的是探究40℃和50℃条件下碱性蛋白酶含量对加酶洗衣粉去污力的影响。图中50℃时加酶洗衣粉中碱性蛋白酶的含量达到0.6%时去污力达到最强，是最合适的用量。(3)①依据题意可知，物质A是易挥发、难溶于水的无色物质，可用蒸馏法，但不能确定水中蒸馏时是否会导致原料焦糊或者有效成分的水解，所以不确定能否运用水中蒸馏法提取该物质。②物质B是易溶于有机溶剂、不溶于水、不易挥发，受潮易分解的有色物质，故可以运用萃取法提取，提取该物质时须要将果肉干燥。③题述两种提取得到的植物芳香油，可通过纸层析法进行鉴定。答案(1)否，因为酶未固定在不溶于水的载体上，也不能重复利用(2)探究40℃、50℃两种温度条件下碱性蛋白酶含量对加酶洗衣粉去污力的影响0.6(3)①不确定能否不确定水中蒸馏时是否会导致原料焦糊或者有效成分水解②萃取干燥③纸层析3．(2024·广州二模)某探讨小组以橘子为材料，进行精油提取和果汁制取，其中果汁的制取流程如下：果汁→瞬间高温消毒(90℃)→酶处理(45℃，1～3h)→分别→过滤浓缩→瞬间高温消毒(90℃)→成品。回答下列问题：(1)利用橘子皮提取橘皮精油时一般不采纳水蒸气蒸馏法而采纳压榨法，缘由是__________________________________，为提高出油率，应进行的处理是________________________。(2)果汁制作过程中须要进行瞬间高温消毒，与煮沸消毒法相比，这种方法的优点是______________。(3)加入果胶酶进行酶处理的目的是______________________。工业生产中将果胶酶进行固定化，与干脆运用游离酶相比，此方法的优点是__________________________________________________(答两点)。(4)在进行果胶酶固定化时，应当限制CaCl2溶液和____________的浓度，以获得孔径大小合适、包埋效果良好的凝胶珠。试验发觉，制备时添加了过多果胶酶的凝胶珠成品催化效果反而下降，请从单个酶分子如何发挥作用的角度说明其缘由：________________________________________________。解析(1)利用橘子皮提取橘皮精油时一般不采纳水蒸气蒸馏法而采纳压榨法，缘由是压榨法可避开原料焦糊及有效成分水解，为提高出油率，应进行的处理是干燥去水，并用石灰水浸泡。(2)果汁制作过程中须要进行瞬间高温消毒，与煮沸消毒法相比，这种方法的优点是养分成分损失少。(3)植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，制备果汁时为了提高出汁率，常用果胶酶处理果汁，加入果胶酶进行酶处理的目的是提高出汁率和果汁澄清度。工业生产中将果胶酶进行固定化，与干脆运用游离酶相比，此方法的优点是酶可以重复利用，降低生产成本；使酶既能与反应物接触，又易与产物分别。(4)在进行果胶酶固定化时，应当限制CaCl2溶液和海藻酸钠溶液的浓度，以获得孔径大小合适、包埋效果良好的凝胶珠。试验发觉，制备时添加了过多果胶酶的凝胶珠成品催化效果反而下降，缘由是凝胶珠内酶分子过多使内部酶分子无法与底物充分接触。答案(1)压榨法可避开原料焦糊及有效成分水解干燥去水，并用石灰水浸泡(2)养分成分损失少(3)提高出汁率和果汁澄清度酶可以重复利用，降低生产成本；使酶既能与反应物接触，又易与产物分别(4)海藻酸钠溶液凝胶珠内酶分子过多使内部酶分子无法与底物充分接触4．(2024·海南)回答下列问题。(1)玫瑰精油可用玫瑰花瓣为原料，采纳水蒸气蒸馏法提取。水蒸气蒸馏法的原理是__________________________________________________________________________________________________。在进行蒸馏时，冷凝管的进水口比出水口________(填“高”或“低”)。蒸馏收集到的乳浊液是玫瑰精油和水的混合物，要得到玫瑰精油，须要向乳浊液中加入NaCl，其目的是________________；得到的油层还须要加入无水Na2SO4，其目的是______________________。(2)某同学在通过发酵制作果酒时，发觉在制作原料中添加肯定量的糖，可以提高酒精度，缘由是__________________________________________________________________________________。在家庭以葡萄为原料制作葡萄酒时，可以不添加酵母菌，缘由是__________________________；在制作葡萄酒的过程中，假如密封不严混入空气，发酵液会变酸，可能的缘由是____________。解析(1)水蒸气蒸馏法是利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来，形成油水混合物，冷却后，混合物又会重新分出油层和水层。在进行蒸馏时，为达到最佳的冷凝效果和防止冷凝管炸裂，进水口比出水口低。蒸馏收集到的乳浊液是玫瑰精油和水的混合物，要得到玫瑰精油，须要向乳浊液中加入NaCl，NaCl可以促进油和水的分别；得到的油层还须要加入无水Na2SO4，以除去芳香油中残留的水分。(2)糖类是主要的能源物质，可以为酵母菌的生长、繁殖供应能源物质，还可以作为酒精发酵的原料，故在通过发酵制作果酒时，在制作原料中添加肯定量的糖，可以提高酒精度。家庭中以葡萄为原料制作葡萄酒时，由于葡萄皮上附着有野生的酵母菌，故可以不添加酵母菌；在制作葡萄酒的过程中，假如密封不严混入空气，会造成醋酸菌大量增殖，进行醋酸发酵，发酵液会变酸。答案(1)利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来，形成油水混合物，冷却后，混合物又会重新分出油层和水层低促进油和水的分别除去芳香油中残留的水分(2)糖类是主要的能源物质，可以为酵母菌的生长、繁殖供应能源物质，还可以作为酒精发酵的原料葡萄皮上附着有野生的酵母菌醋酸菌大量增殖，进行醋酸发酵5．(2024·雨花区校级模拟)薄荷叶富含维生素、蛋白质和薄荷油等物质，具有疏散风热、清利咽喉、消炎镇痛的作用。请回答下列问题：(1)提取薄荷油可否用水蒸气蒸馏法？________。缘由是______________________________________________________________________。(2)薄荷叶中含有物质W，该物质为无色针状晶体，易溶于极性有机溶剂，难溶于水，且受热、受潮易分解。若用萃取法提取，现有丙酮(沸点56℃)、乙醇(沸点约78℃)两种溶剂，在提取物质W时，应选用________作为提取剂，理由是________________________________________________________________________。(3)探讨小组用凝胶色谱法分别薄荷叶中的无色蛋白质B，在装填色谱柱时不得有气泡存在，缘由是____________________________________________。用此方法分别薄荷叶中的蛋白质和红细胞中的血红蛋白相比，有何困难之处？______________________________________________________。有人认为可以用盐析法分别该蛋白质，其依据的原理是__________________________。解析(1)植物芳香油的提取方法有蒸馏法、压榨法和萃取法。薄荷油的挥发性较强，水蒸气可以将挥发性较强的薄荷油携带出来，因此可利用水蒸气蒸馏法提取。(2)薄荷叶中含有物质W，该物质为无色针状晶体，易溶于极性有机溶剂，难溶于水，且受热、受潮易分解。分析该物质的特点可以确定分别该物质相宜用萃取法，由于该物质受热易分解，因此选取沸点较低的丙酮作为萃取剂，这样在蒸馏时物质W分解较少。(3)装填色谱柱时不得有气泡存在，缘由是当有气泡存在时，会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，降低分别效果。蛋白质B没有颜色，分别时无法直观推断什么时候收集洗脱液，只能全部收集，然后通过后期检测再进一步确定目标蛋白存在于哪个收集管中。用盐析法分别该蛋白质的原理是该蛋白质和其他杂质在盐溶液中的溶解度不同。答案(1)可以水蒸气可以将挥发性较强的薄荷油携带出来(2)丙酮丙酮沸点低于乙醇，蒸馏时物质W分解较少(3)气泡会搅乱洗脱液中蛋白质的洗脱次序，降低分别效果蛋白质B没有颜色，分别时无法直观推断什么时候收集洗脱液蛋白质和其他杂质在盐溶液中的溶解度不同6．(2024·赤峰模拟)酵母菌是真核生物，是在人类文明史中被应用的最早的微生物，现今被广泛应用于人们的生活和生产中。请回答下列与酵母菌有关的问题：(1)在测定土壤中微生物的数量时，酵母菌选用102、103、104倍的稀释液进行平板培育，而细菌一般选用104、105、106倍的稀释液进行，缘由是__________________________。纯化的菌株如需短时间保存则将菌种接种到________培育基上，并置于4℃冰箱中保存。(2)制备固定化酵母细胞的试验步骤是：酵母细胞的活化→配制CaCl2溶液→配制海藻酸钠溶液→海藻酸钠溶液与酵母细胞混合→固定化酵母细胞。①影响试验成败的关键步骤是________________。视察形成凝胶珠的颜色和形态，假如颜色过浅，说明__________________________________________________。试验中CaCl2溶液的作用是__________。②固定化酵母细胞的方法属于________法，一般固定酶时不采纳这种方法，缘由是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析(1)由于土壤中细菌的含量比真菌高，因此在测定细菌和真菌的数量时，细菌一般选用104、105、106倍的稀释液进行平板培育，而真菌则选用102、103、104倍的稀释液进行平板培育。临时保存菌种时须要将菌种接种到固体斜面培育基上，并置于4℃冰箱中保存。(2)影响制备固定化酵母细胞的试验成败的关键步骤是配制海藻酸钠溶液，若海藻酸钠浓度偏低，则固定的酵母细胞数目较少，制作的凝胶珠颜色过浅、呈白色；若海藻酸钠的浓度偏高，则导致形成的凝胶珠不是圆形或椭圆形，制作失败，须要再作尝试。试验中CaCl2溶液的作用是使海藻酸钠胶体聚沉，形成凝胶珠。固定化酵母细胞的方法属于包埋法，由于酶分子小，简单从包埋材料中漏出，故固定酶时不采纳包埋法。答案(1)土壤中酵母菌的数量比细菌少固体斜面(2)①配制海藻酸钠溶液固定化酵母细胞数目较少，海藻酸钠浓度偏低，制作失败使海藻酸钠形成凝胶珠②包埋酶分子小，简单从包埋材料中漏出7．(2024·河北模拟)酵母菌是酿酒中常用的菌种。回答下列问题：(1)利用酵母菌人工酿造果酒时，葡萄可不经过灭菌处理，缘由是____________的环境不适合绝大多数微生物的生存。(2)传统的产酒过程中酵母菌只能利用一次。若将酵母菌中的酶提取出来，可采纳____________________法固定酶，酵母细胞多采纳包埋法固定的缘由是__________________________________。制备固定化酵母细胞常用海藻酸钠作载体，溶解海藻酸钠最好采纳____________的方法。还要留意海藻酸钠的浓度要相宜，若浓度低会导致________________________________。(3)提取和分别红细胞中的血红蛋白一般分为四步：样品处理、粗分别、纯化和________。蛋白质分别可采纳________法，从洗脱柱先流出来的蛋白质从行程和分子质量的角度看__________________。解析(1)由于缺氧、呈酸性的环境不适合绝大多数微生物的生存，因此利用酵母菌人工酿造果酒时，葡萄可不经过灭菌处理。(2)酶分子较小，简单从包埋材料中漏出，因此固定酶常采纳化学结合法和物理吸附法；而酵母细胞体积大难以被吸附或结合，因此酵母细胞多采纳包埋法固定。制备固定化酵母细胞时，溶解海藻酸钠最好采纳小火间断加热的方法，目的是防止海藻酸钠焦糊。还要留意海藻酸钠的浓度要相宜，若浓度低会导致包埋的酵母细胞少，凝胶珠颜色过浅；若浓度高会导致凝胶珠不易成形。(3)提取和分别红细胞中的血红蛋白一般分为四步：样品处理、粗分别、纯化和纯度鉴定。蛋白质分别可采纳凝胶色谱法，由于分子质量大的分子不通过多孔凝胶颗粒的间隙，路程短，流淌快；分子质量小的分子穿过多孔凝胶颗粒内部，路程长，流淌慢，因此从洗脱柱先流出来的蛋白质行程短，分子质量大。答案(1)缺氧、呈酸性(2)化学结合法和物理吸附酵母细胞体积大难以被吸附或结合小火间断加热凝胶珠颜色过浅，包埋的酵母细胞少(3)纯度鉴定凝胶色谱行程短，分子质量大8．(2024·成都模拟)花青素是一类广泛存在于植物细胞中的自然色素，易溶于甲醇等有机溶剂中，在中性或碱性溶液中不稳定，在60℃以下的热稳定性较好。花青素的提取流程如图所示，回答下列问题：原料洗净→切碎→加入溶剂eq\o(→,\s\up7(酶解))调整pHeq\o(→,\s\up7(水浴))冷却过滤→花青素粗品(1)提取花青素的酶解过程中，通常会运用纤维素酶和果胶酶，其目的是__________。果胶酶是一类酶的总称，包括果胶酯酶、果胶分解酶和__________________等。(2)据图分析可知，影响花青素提取效果的主要因素，除提取溶剂的性质和用量外，同时还受到原料含水量、____________________________(写出两点)等条件的影响。花青素粗品往往采纳真空干燥(可使水的沸点降至40℃)的方法除去水分，不宜采纳加热烘干，缘由是________________________。(3)某同学试图通过比色法测定粗品中的花青素含量，请帮助其完善下面的试验步骤。①制备标准显色液：将__________________________加入甲醇溶液中制成颜色深浅不同的系列标准显色液。②制备样品处理液：用电子天平称取肯定量的待测样品，加入________溶液中得到样品处理液。③比色：________________________________________________，记录对应的花青素含量。解析(1)细胞壁的主要成分为纤维素和果胶，运用纤维素酶和果胶酶，可以去除细胞壁，有利于细胞裂开和花青素的提取。果胶酶是一类酶的总称，包括果胶酯酶、果胶分解酶和多聚半乳糖醛酸酶等。(2)花青素在中性或碱性溶液中不稳定，在60℃以下的热稳定性较好，因此溶剂的pH和提取时的温度是影响花青素提取效果的主要因素；原料的颗粒越小，溶剂溶解的时间越长，越有利于花青素的提取。依据题意可知，温度过高会导致花青素分解，因此不宜采纳加热烘干，可采纳真空干燥(可使水的沸点降至40℃)的方法除去水分。(3)通过比色法测定粗品中的花青素含量，利用花青素易溶于甲醇的特点，标准显色液和样品处理液均应用甲醇作为溶剂。①制备标准显色液，可将一系列等质量(浓度)梯度的花青素加入甲醇溶液中制成颜色深浅不同的系列标准显色液。②制备样品处理液：用电子天平称取肯定量的待测样品，加入甲醇溶液中得到样品处理液。③比色：将样品处理液与标准显色液进行比较，找出与样品颜色最相近的标准显色液，以确定样品处理液中花青素的含量。答案(1)去除细胞壁多聚半乳糖醛酸酶(2)pH、温度、颗粒大小、时间温度过高会导致花青素降解(3)①一系列等质量(浓度)梯度的花青素②甲醇③将样品处理液与标准显色液进行比较，找出与样品颜色最相近的标准显色液9．(2024·郑州三模)探讨生物材料或细胞的某些化学成分时，通常须要对相应的成分进行分别、纯化及鉴定。(1)若要鉴定大肠杆菌可用________培育基，若要筛选、鉴定纤维素分解菌常用________染色法，若要鉴定尿素分解菌则须要在培育基中加入________指示剂。(2)萃取胡萝卜素的装置中，实行水浴加热的缘由是________________________________，还要在加热瓶口安装冷凝装置的缘由是______________________。(3)从生物材料中得到的蛋白质提取液中往往含有一些无机盐类的小分子，可以用________(填“盐析”或“透析”)的方法去除这些小分子，该方法________(填“能”或“不能”)分别不同的蛋白质。(4)进一步提纯蛋白质可用凝胶色谱法或电泳法，